الحاسب الألي (الكومبيوتر)

 الحاسب الألي (الكومبيوتر):

شهد هذا العصر نمواً هائلاً في التطبيقات الإلكترونية في الحياة المعاصرة ، ولعل من أعظم هذه التطبيقات أثراً في خدمة الأفراد والمجتمع تقنية الحاسب والمعلومات ، فقد أتاحت هذه التقنية للإنسان توفير خدمات ومنتجات لا تحصى ، ومكنت من طرق آفاق عديدة في المجالات المختلفة .

لذا كان من الضروري التعرف على علوم وتقنية الحاسب والمعلومات ، واكتساب المهارات المناسبة للاستفادة منها ، لما لهذه التقنية من أهمية كبرى في عالم اليوم للتوصل إلى حسن استخدامها وتفهم آثارها العديدة.

تعريف الحاسب ( Computer ) :

يعد الحاسب آلة الكترونية ، ولكن كيف يختلف الحاسب عن غيره من الآلات الإلكترونية كالراديو والتلفزيون ؟ الجواب هو تميز الحاسب بخواص تشمل :

1. القدرة على تخزين واسترجاع البيانات " كالأرقام ، والحروف الهجائية ، والصور .

2. إمكانية معالجة هذه البيانات وإجراء العمليات الحسابية عليها كالجمع والطرح والقسمة ، والضرب ، وإجراء العمليات المنطقية كالمقارنة بين قيمها .

3. إمكانية برمجة الحاسب ، أي : إعطاء تعليمات وأوامر للحاسب لكي يقوم بتنفيذ أعمال محددة .

ومن ذلك يمكن تعريف الحاسب بأنه : (( آلة إلكترونية يمكن برمجتها لكي تقوم بمعالجة البيانات وتخزينها واسترجاعها وإجراء العمليات الحسابية والمنطقية عليها )).

ومن هذا التعريف نستنتج بأن الحاسب لا يقتصر على الجهاز المعروف الذي تشاهده في المكاتب والمعامل بل إن الحاسب يتواجد حولنا بأشكال مختلفة قد لا نلمسها مباشرة ، مثل أجهزة الحاسب داخل الألعاب الإلكترونية ، وأجهزة الصراف الآلي للبنوك ووسائل الانتقال كالسيارات والطائرات.

أنواع أجهزة الحاسب :

يمكن تقسيم أجهزة الحاسب إلى خمسة أنواع رئيسة بحسب قدراتها على المعالجة والتخزين ، وبحسب استخداماتها وهي : 

 1. الحاسب الشخصي ( Personal Computer (PC) ) :

يطلق على هذا الجهاز أحياناً اسم الحاسب الدقيق أو الميكروكمبيوتر  ( Microcomputer ) أو الحاسب الصغير ، ويستخدم عادة من فرد أو مؤسسة صغيرة لأعمال الحوسبة والتخزين للبيانات ، وله قدرة محدودة على المعالجة نسبياً ، وهذا الجهاز يعد غالباً أحادي الاستخدام أو المهام ، وتتعدد أشكال الحاسب الشخصي إلى أشكال مختلفة أهمها :

1. الحاسب المكتبي ، والحاسب المحمول ، والحاسب المنزلي ، والحاسب المساعد.

 الحاسب المكتبي يستخدم في الأعمال المكتبية نحو طباعة النصوص و الرسائل وتخزين المعلومات المطلوبة للمؤسسات أو المكاتب أو الهيئات الصغيرة . ويطلق عليه مكتبي لأنه يوضع على سطح المكتب .

 أما الحاسب المحمول فيعد حاسباً شخصياً من حيث القدرة على المعالجة والتخزين والاستخدام إلا أنه يتميز عن الحاسب المكتبي بخفة وزنه وإمكانية حمله واندماج شاشة العرض ولوحة المفاتيح في داخل الجهاز ، كما يمكن تشغيله بواسطة البطاريات الجافة بدلاً عن التيار الكهربائي .

ومن أشكال الحاسب الشخصي الحاسب المنزلي وعادة لا تتوفر له شاشة عرض خاصة بل يمكن عرض البيانات من الجهاز بربطه على شاشة تلفزيون المنزل ويحتوي الجهاز عادة على مجموعة كبيرة من البرمجيات الترفيهية وبرمجيات التسلية والألعاب والتعليم تكون مدمجة داخل الجهاز أو يتم إدخالها له باستخدام أقراص ضوئية

وأخيراً يعد الحاسب المساعد ( الحاسب الكفي ) حاسباً شخصياً ويمكن حمله باليد ووضعه بالجيب وله لوحة مفاتيح وشاشة عرض صغيرة وفي السابق كان يستخدم لتسجيل وتخزين معلومات فردية نحو دليل الهاتف الشخصي أو التقويم أو جدول المواعيد كما يمكن استخدامه كآلة حاسبة متعددة الأغراض ، أما اليوم فقد شهدت تقنية الحاسب المساعد تطورً هائلاً من حيث الكم والكيف ولعل أبرز تطور ملحوظ هو دمج الحاسب الكفي بكل وظائفه مع الهاتف الجوال في جهاز واحد .

وقد انتشر الهاتف المساعدة بشكل ملحوظ ومما ساعد على انتشاره اقترابه الكبير من أنظمة التشغيل التي تستخدم في الحاسب الشخصي والتي نتعامل معها يومياً فهي تستخدم نفس البرمجيات المستخدمة على الحاسب الشخصي وتتعامل معها بنفس الأسلوب كما أنها لها الشكل نفسه

 2. الحاسب الخادم:

يتمتع هذا الحاسب بقدرات متوسطة من حيث المعالج والتخزين تفوق تلك المتوفرة في الحاسب الشخصي بأضعاف مضاعفة ويستخدم عادة في المؤسسات والهيئات المتوسطة الحجم ويسمح بتعدد المستخدمين للجهاز والمهام في نفس الوقت ، فهو يسمح لعدد من 10 إلى 200 مستخدم بأن يقوموا بتشغيل برمجياتهم بوقت واحد على جهاز وغالباً يكون لكل مستخدم حاسب شخصي يطلق عليه حاسب المستخدم ( Client ) يرتبط بجهاز الحاسب الخادم عن طريق كابل توصيل يمتد من موقع المستخدم إلى موقع الحاسب الخادم ، ومن أمثلة هذا الحاسب : الحاسب المستخدم في الجامعات والشركات

3. الحاسب المركزي :

يتميز الحاسب المركزي والذي يطلق عليه أحياناً اسم الحاسب الكبير بقدرة كبيرة على المعالجة والتخزين وبالتالي يكون ذو تكلفة عالية ويستخدم من قبل المؤسسات الضخمة كالشركات  الكبيرة والحكومات لتخزين ومعالجة كمية هائلة من البيانات  ، كما يتيح هذا الحاسب إمكانية تعدد المستخدمين وتعدد المهام للجهاز ، فيمكن أن يبلغ عدد مستخدمي الجهاز الواحد في وقت واحد ما يزيد على 1000 مستخدم 

 يرتبطون  بالجهاز عن طريق وحدة طرفية خاصة لكل مستخدم تتكون من شاشة ولوحة مفاتيح ..

 ومن أشكال هذا الحاسب : الحاسب فائق القدرة  ( Super Computer  ) الذي يتمتع بقدرات هائلة على المعالجة ، حيث

 يتم بناء الحاسب فائق القدرة من عدد كبير من وحدا ت معالجة البيانات تعمل داخل الجهاز بهدف تحقيق القدرة الفائقة للحوسبة ومثال الحاسب المركزي الحاسب المستخدم لقواعد بيانات الأحوال المدينة ، الجوازات يختزن بيانات ملايين المواطنين في الدولة.

4. محطة العمل :

تشبه محطة العمل الحاسب الشخصي من حيث أن الجهاز لمستخدم واحد عادة لكن تفترق عنه بقدرها الكبيرة على المعالجة وبإمكانية تعدد المهام عليها فيمكن أن يقوم مستخدم الجهاز بتشغيل أكثر من برنامج في نفس الوقت وتشابه قدرته قدرة الحاسب الخادم ، وعادة يتوفر لمحطة العمل قدرة كبيرة على التخزين وإمكانية عرض الرسوم أو الألوان بدقة عالية على شاشة عرض الجهاز لهذا تستخدم أجهزة محطة العمل من قبل المهندسين والعلماء ، في المختبرات والمعامل لتشغيل برمجيات التطوير والاختراع والتصميم التي تتطلب قدرات معالجة عالية

5. حاسب التحكم :

 يستخدم هذا الحاسب لمهام خاصة مثل عمليات التحكم والمراقبة للأجهزة المختلفة مثل الأجهزة الصناعية أو الطبية أو وسائل النقل كالطائرات والسيارات ، ووسائل الاتصال كالمقاسم والسنترالات وفي ألعاب الأطفال وأجهزة الترفيه عن طريق التحكم عن بعد بهذه الألعاب والأجهزة ومثال هذا الحاسب جهاز حاسب الطيار الآلي داخل الطائرات الحديثة فهو يقوم بمتابعة أحوال الطيران نحو ارتفاع الطائرة ومسارها تلقائياً ويتولى التحكم بالطائرة عن طريق إصدار الأوامر والتعليمات لأجهزة قيادة الطائرة المختلفة ن ومن أمثلة هذا الحاسب كذلك حاسب التحكم داخل السيارة الحديثة فهو يقوم بمراقبة أحوال السيارة من درجة الحرارة وضغط المحرك وأعمال أجهزة السيارة ويصدر إشارة ة تنبيه إلى سائق السيارة عند وجود خلل ما في أجهزة السيارة

البيانات والمعلومات :

تتردد كلمات البيانات ( Data ) والمعلومات ( Information ) كلما طرق موضوع الحاسب فما المقصود بكل منها :

المعلومات: هي المعاني التي يدركها الإنسان.

البيانات: الشكل الخارجي الظاهري الذي تمثل به تلك المعاني والمفاهيم والحقائق ولتوضيح ذلك عندما تسمع كلمة أسد يخطر في بالك ذاك الحيوان المفترس العظيم القوة والبطش فهذا المعنى في ذهنك هو المعلومة المستفادة ، أما الكلمة التي سمعتها بواسطة أصوات وصلت إلى أذنك فهي الوحدة البيانية التي تمثل ذلك المعنى .

ويمكن للإنسان أن يدرك المعلومة عن الأسد لو رأى صورة أسد أو رسماً له أو قرأ كلمة أسد مكتوبة لذا فإن البيانات هي الشكل الخارجي الذي يمثل المعلومة ويمكن أن يكون صوتاً أو صورة أو فيماً مرئياً أو نصاً مكتوباً أو رسماً أو غير ذلك وبالتالي يمكن تمثيل معلومة بأنواع مختلفة من البيانات .

لنأخذ مثالاً آخر يوضح الفرق بين البيانات والمعلومات وليكن في محيط مدرستك فالمدرس في المدرسة يقوم برصد درجات الطلبة الشهرية والنهائية وتعد هذه الأرقام بيانات مختزنة وعن طريق عمليات المقارنة والعمليات الحسابية ويمكن إدراك المعلومات من ذلك مثل كم عدد الناجحين ؟ وما أعلى درجة حصل عليها الطلبة ؟ إلى غير ذلك من معلومات يمكن استخلاصها.

ومن هذا المثال يتضح لك أهمية المعلومات حيث أن توفرها يمكن من اتخاذ القرار المناسب ويحدد التصرف المطلوب لذا قيل إن المعلومات هي القوة نظراً لما يترتب على الحصول عليها من قدرات هائلة ومفيدة ومن ذلك تدرك أهمية الحاسب فهو يعد وسيلة قوية الفاعلية لتوفير المعلومات نظراً لتميز المعلومات المستخلصة بالحاسب بعدة أمور :

1. الدقة الهائلة في المعلومات.

2. السرعة الفائقة لاسترجاع المعلومات.

3. إمكانية الحصول على المعلومة المطلوبة في الوقت المناسب .

4. إمكانية التخزين الهائلة للبيانات التي تمثل المعلومات داخل الحاسب.

 أقسام البيانات :

تقسم البيانات  إلى قسمين :

1. بيانات رقمية :

 وهي البيانات التي تأخذ قيماً محددة لا تخرج عنها ومثال ذلك الحروف الهجائية وهي لا تخرج عن كونها أحد الحروف الثمانية والعشرون المعروفة باللغة العربية ومثال آخر الأرقام العشرية وهي لا تخرج عن عشرة الأرقام  المحددة في النظام العشري بين 0 و 9

2. بيانات تمثيلية :

 وهي البيانات التي تأخذ قيماً عديدة جداً نحو شدة الصوت ، درجة الحرارة ، ... ويمكن أن تكون لها أي قيمة بين حديها الأقصى والأدنى .

وجهاز الحاسب كما أسلفنا هو جهاز إلكتروني لذا يستخدم الحاسب إشارات نبضات كهربائية وحيث إن الإشارة الكهربائية لها حالتان عادة إما وجود الإشارة أو عدم وجودها ، أو تكون الإشارة موجبة نحو (+7) فولت أو سالبة نحو (-7) فولت ، لذا فإن تمثيل البيانات داخل الحاسب يكون باستخدام إحدى هاتين الحالتين لهذا تعد بيانات الحاسب بيانات رقمية ثنائية بمعنى أنها تمثل بقيمتين فقط يطلق على كل منهما رقم ثنائي أو كلمة بت (Bit) باللغة الأجنبية ويمثل الرقم حالة كهربائية معينة للإشارة نحو كونها سالبة أو موجبة أو حالة من وجود الإشارة أو عدمها وعند التعبير عن هاتين الحالتين في الحاسب يستخدم رمزان هما صفر وواحد حيث يمثل الصفر حالة عدم وجود الإشارة أو كونها سالبة ، بينما يمثل الواحد حالة وجود الإشارة أو كونها موجبة ، وعند إدخال معلومة للحاسب فإنه لا يدرك البيانات التي يتعامل بها البشر كالحروف الهجائية أو الأرقام ولذا يتم استخدام البيانات الرقمية الثنائية التي يتعامل بها الحاسب حيث يعتبر الرقم الذي له الرمز صفر أو واحد الوحدة الأساسية لأي معلومة وباستخدام مجموعة من هذه الأرقام الثنائية يمكن التعبير عن أي معلومة مطلوبة . فحرف الهجاء مثلاً يمكن التعبير عنه بسلسلة من الأرقام الثنائية ( البتات ) حيث يمثل الحرف ( أ )   بمثمانية أرقام هي (11000110) ويمكن التعبير عن الرقم 9 بسلسة من أربعة أرقام ثنائية هي (1001) وهكذا ، وفي داخل الحاسب تمثل هذه الأرقام الثنائية بسلسة من الإشارات ( النبضات الكهربائية ) بالجهاز تأخذ قيماً موجبة أو سالبة للجهد الكهربائي حسب كون الرقم صفراً أو واحداً